Le brassage tout grains ⇒ Capacité thermique massique du malt

[chllu]

Salut,
Ça ne me semble pas correct de définir un m*cp négatif.
En revanche quand on chauffe l'eau dans la cuve d’empâtage, la formule change un peu.
On a T_palier * (m_cuve*cp_cuve + m_malt*cp_malt + m_eau*cp_eau) = m_cuve*cp_cuve*T_cuve + m_malt*cp_malt*T_malt + m_eau*cp_eau+T_eau

Dans le cas de Jinac, T_eau = T_cuve = T_consigne
Donc on arrive à T_consigne = T_palier + m_malt*cp_malt/(m_cuve*cp_cuve + m_eau*cp_eau) * (T_palier - T_malt)
Avec ça je retrouve les valeur de Jinac avec un delta de 0.4°C à 0.7°C : pour un palier à 65 la formule aurait indiqué une consigne de 70.4, et pour un palier à 65 la formule aurait indiqué une consigne à 75.5

Dans le cas où la cuve est à une autre température, ambiante ou préchauffée différemment de l'eau d'empâtage, la formule devient
T_consigne = T_palier + (m_malt*cp_malt*(T_palier - T_malt) + m_cuve *cp_cuve*(T_palier - T_cuve))/(m_eau*cp_eau)

C'est aussi une approximation de considérer que la température de la cuve est homogène à la fin de la chauffe, ça va dépendre de son remplissage, des conditions extérieures... Mais j'ai l'impression que l'influence est assez faible.

Edit : quand je dis que je retrouve les valeurs de Jinac c'est avec la formule que j'ai notée et qui du coup ne considère pas le dT de slacking heat
Re-edit : je viens de refaire le calcul pour vérifier un truc et je crois que je m'étais plantée en recopiant cp_malt ou autre chose dans ma feuille excel parce que maintenant je trouve quasiment les valeurs de Jinac. Pour un palier à 69.5 la formule aurait donné une consigne à 75.8 (-0.4°C par rapport à ce que Jinac a fait), et pour un palier à 65 la formule aurait donné une consigne à 70.8 (exactement ce que Jinac a fait). Et toujours sans la slacking heat.

[Penn-Maen]

En reprenant les valeurs de Jinac dans ma propre feuille de calcul (PJ, à renommer en ots à la place d'xls), j'obtiens une T° d'eau de :
- 68.4°C dans le premier cas
- 70.7°C dans le second cas

PS1 : avec ma feuille je tombe toujours à +-1°C de la cible aux conditions que je mette ma cuve (isolée) en température avant et que ma maische occupe au moins 90% du volume de cuve. Sinon, je rajoute 4C à la température de chauffe et basta (avec plus ou moins de succès dans ce cas)

PS2 : les formules que j'utilise sont celle que j'ai ensuite reporté dans la page Wiki > Formules

PS3 : pour être exacte, la formule m.Cp.dT s'écrit ṁ.Cp.dT. Le ṁ en question n'est pas une masse. Il suffit de faire une équation aux unités pour se rendre compte qu'il manque quelque chose. C'est un "débit-masse", unité en (k)g.s⁻¹

[chllu]

pour être exacte, la formule m.Cp.dT s'écrit ṁ.Cp.dT

Yes

Par contre tu t'es planté dans le calcul pour le second non ?
Pour le premier je trouve grosso modo comme toi avec la version de la formule qui tient compte de la cuve et le cp_malt fonction de son taux d'humidité.
Pour la prise en compte de cp_cuve, ça joue vraiment à la marge dans le cas où la cuve est mise en température à l'avance. Dans le cas où on verse l'eau et le grain dans une cuve froide, ça me semble intéressant de le prendre en compte.
Après avec une cuve isolée le soucis est que le temps que la cuve monte en température, la maische aura quelques degrés de trop...

[Penn-Maen]

Par contre tu t'es planté dans le calcul pour le second non ?

Exact, ma feuille trouve 74°C.

Après avec une cuve isolée le soucis est que le temps que la cuve monte en température, la maische aura quelques degrés de trop...

tout dépend de comment tu mets la cuve en température. Ici, on met environ 4 litres d'eau bouillante dedans (2 grosses casseroles). Une fois la cuve stable en température, on soutire, on met l'eau d'empâtage puis le grain.

Dans tous les softs que j'ai vu, l'ajustement de température de cuve est plus ou moins foireux surtout des volumes faibles (inférieur à 50/100 litres donc avec une inertie faible elle aussi) et/ou des cuves légères. Souvent ça marche pas trop mal pour une cuve isolée (normal, le flux thermique est proche de zéro une fois que la cuve est en T°) mais ça n'a jamais fonctionné en ce qui me concerne quand je brassais en cuve inox sur gaz. Même pour ma grosse berta (50l de maische) c'était pas fiable sur BS. Ca doit être compensable par un paramètre dans le profil matériel. Parce que l'inertie de la cuve varie selon tellement de paramètres (T° de l'ambiance, condition de vent, température intérieure de la maische, Tx d'humidité ambiant, Taux de remplissage, ratio d'empâtage, etc) que je vois mal comment calculer une valeur qui soit fiable à tous les coups (et c'est le thermicien qui parle). Si quelqu'un y arrive en rentrant juste le matériau de la cuve et son poids, je dis chapeau.

[bastok]

Si quelqu'un y arrive en rentrant juste le matériau de la cuve et son poids, je dis chapeau.

Je ne sais pas si tu as suivi mais je suis en train de développer un soft. Et l'idée c'est justement de ne pas utiliser le matériau de la cuve et son poids, vu que ça ne marche pas.
Mais de faire l'opération inverse : faire un brassin test en condition, mettre un volume d'eau donnée dans le système cuve + malt (ou bien du malt dans le système eau + cuve si on est en chauffe directe), et d'en déduire la quantité de "chaleur perdue" pour réchauffer la cuve (ça inclu le m.Cp de la cuve mais aussi les pertes de chaleurs telles que la baisse de T° lors du transvasement de l'eau dans la cuve). J'ai appelé ça le mCp, mais j'aurai pu lui donner un autre nom.
D'un brassin sur l'autre - toutes choses égales par ailleurs - cette valeur ne devrait pas bouger, et c'est d'ailleurs pour ça que cette donnée propre au couple recette + matériel, parce que naturellement, brasser dans une glacière remplie à 50% ou à 90% les déperditions ne seront pas les même.

BS demande la masse et la matériau de la cuve et - de ce que j'ai pu voir en faisant le reverse engineering - bricole un ratio pour avoir une valeur.
J'ai fais le choix - sans doute moins user friendly mais au moins plus précis- de rentrer directement cette valeur.

[bastok]

Voici les données que moi j'obtiens en incluant le slacking heat

[chllu]

Mais du coup tu as mis quoi comme m*cp de la cuve ?
Si tu l'as estimé grâce aux données de Jinac et à ta formule qui tient compte de la slacking heat, ce n'est pas étonnant que tu trouves des valeurs cohérentes en refaisant le calcul dans l'autre sens avec des températures proches.
Ça fait comme si ton correctif "m*cp" contrebalançait ton correctif "slacking heat", et dans ce cas tu arrives à une formule proche de celle de Penn-Maen qui ne tient compte ni de l'un, ni de l'autre.

Enfin je crois... Désolée si je suis à côté de la plaque !

[Jinac]

Ça ne me semble pas correct de définir un m*cp négatif.

Dans le cas de Jinac, T_eau = T_cuve = T_consigne

Du coup non, T°cuve = T°eau >> T°consigne (par exemple 74°C contre 68°C)
Du même coup, la cuve qui a emmagasiné la chaleur de l'eau (par exemple à 74°C) le retransmet ensuite au grains lorsque celui-ci est ajouté à l'eau. Donc un m*cp négatif s'entend "théoriquement" à mes yeux.

Remarque : je sais que ce qui va suivre n'a que peu de valeur car relève de mesure avec des instruments pas forcément précis, facteur humain, peu d'exemple etc mais ce n'est pas forcément inintéressant...

Reste que dans les mesures que j'ai faites, et dans ma façon de faire (c'est à dire en transvasant les grains dans l'eau chaude et pas l'inverse) la formule qui colle le mieux c'est celle du wiki :

T°eau empat = T°cible – (Masse Malt * Cpmalt ( T°malt-T°cible)/(masse d'eau * 4.185) )

Sans donc prendre en compte donc la cuve...ce qui quand même me semble étrange

MAIS avec une température estimé de la maische sur-évaluée par rapport aux mesures faites, donc possiblement sous l'effet d'un Slack Effect dont je veux bien croire l'existence mais qui ne serait que de quelques dixième de degrés.

Bref, la formule de bastok a du charme pour moi dans le sens où je comprends le pourquoi de chaque terme, et que je pense qu'il est clair que, si pour un même m.cp.T de malt et d'eau, on mets ça dans une cuve à -10°C ou à 100°C la température finale de la maische sera différente.
Néanmoins, le slack effect tel qu'il est semblerait-il largement sur-évalué...

@Batsok (et aux autres)
Par contre, si je me réfère à : https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf ... .tb04689.x

d'où est sortie la formule du dT, l'auteur dit que le slacking effect entraîne une nécessité d'augmenter la température de l'eau d'empatage de 3 à 3.5°F soit 1.7 à 2°C. (p125)
Hors avec ta formule, j'arrive à un dT de 2.3°C.

De plus, sa formule est :

1/2H / (S+R)

Et il me semble comprendre que :
- Le H est la slacking heat en "gram calories Fahrenheit." et déterminée empiriquement
- Le S est la cp du malt
- le R est le ratio d'empatage ("weight of water corresponding to unit weight of malt.")

Alors que dans la "tienne" est :

1/2H * Mmalt / (Mmalt * Cpmalt + Meau * Cpeau)

Or j'ai l'impression qu'elles ne sont pas équivalente et ne se rapportent pas aux même variables... mais peut-être me trompe-je...

Edit : et par rapport à ta réponde arrivée avant la mienne,je ne trouve pas les mêmes valeurs que toi...j'ai peut-être fait une erreur en recopiant ta formule... je vérifie ça
Edit 2 : non pas d'erreur dans le recopiage de la formule... tu peux redonner celle que tu as utilisé dans ton soft et donc pour tes calculs ?

[bastok]

Mais du coup tu as mis quoi comme m*cp de la cuve ?
Si tu l'as estimé grâce aux données de Jinac et à ta formule qui tient compte de la slacking heat, ce n'est pas étonnant que tu trouves des valeurs cohérentes en refaisant le calcul dans l'autre sens avec des températures proches.
Ça fait comme si ton correctif "m*cp" contrebalançait ton correctif "slacking heat", et dans ce cas tu arrives à une formule proche de celle de Penn-Maen qui ne tient compte ni de l'un, ni de l'autre.
Enfin je crois... Désolée si je suis à côté de la plaque !

Oui je te l'accorde il y a un petit coté adhoc.
Mais quand même "mCp" de la cuve de Jinac a été déterminé avec le premier jeu de donnée (6.45Kg à 17.5°-> 70°)
Et en faisant le calcul avec ce mCp, pour l'autre jeu de données, je tombe sur le 2ème résultat (5.45 à 17.2 -> 74°)

Bien sur il faudrait faire plus de tests

[chllu]

Du coup non, T°cuve = T°eau >> T°consigne (par exemple 74°C contre 68°C)

J'entendais par T_consigne la température à laquelle chauffer ton eau d'empâtage de manière à obtenir une maische à T_palier (<< T_consigne)

Donc un m*cp négatif s'entend "théoriquement" à mes yeux

En fait c'est le "T_cuve - T_palier" qui fait changer le signe de l'influence de la cuve sur la température finale, pas son m*cp
Si la cuve est froide, T_cuve - T_palier sera négatif donc le bloc m_cuve * cp_cuve * (T_cuve - T_palier) va faire baisser la température finale (T_palier)
Si la cuve est à la température de l'eau, T_cuve > T_palier donc le bloc m*cp*dT va faire augmenter la température finale.

Je n'ai pas encore eu le courage/temps de lire la publication. Comme ça à l'instinct les deux degrés de "slacking heat" me semblent vraiment énormes, bien que l'existence de l'effet paraisse pas déconnant.
Il faudrait essayer de mélanger x gr de malt à température ambiante avec y litres d'eau à température ambiante, dans une casserole à température ambiante, et voir ce qu'il se passe

@bastok : oui, c'est le risque avec des correctifs empiriques :/
Il faudrait effectivement faire plus de tests, et comparer avec les résultats d'une formule plus simple (sans la cuve et le slacking heat par exemple), ou d'une formule plus simple avec un correctif empirique lui aussi qui inclurait slacking heat + cuve